[發明專利]一種溝槽肖特基半導體裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 201210249951.3
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103579368A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 朱江
• 申請（專利權）人: 朱江
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到一種溝槽肖特基半導體裝置，本發明還涉及一種溝槽肖特基半導體裝置的制備方法。本發明的半導體裝置是制造功率整流器件的基本結構。

背景技術

具有溝槽結構的肖特基半導體器件，已成為器件發展的重要趨勢。對于功率肖特基半導體器件，不斷提高肖特基器件的反向阻斷特性的成為器件發展的重要趨勢。

結勢壘型肖特基整流器的發明人B?J?Baliga提出了一種侵入PN結的肖特基勢壘整流器（MPS），器件的表面含有多個P型導電材料區，在P型導電材料區之間半導體材料表面為肖特基勢壘結。當器件加反向偏壓時，多個P型導電材料區產生的耗盡層在肖特基勢壘結下發生交疊，從而減緩了肖特基勢壘結區域電場強度升高的趨勢。

Chang?Paul等人在2000年PCT/US01/21433專利中提出了溝槽結構的肖特基器件，溝槽位于器件表面，溝槽側壁表面設置有肖特基勢壘結，溝槽的底部漂移區域設置P+半導體材料，在溝槽之間的半導體材料表面設置有肖特基勢壘結，當器件加反向偏壓時，多個P型導電材料區產生的耗盡層發生交疊，從而減緩了肖特基勢壘結區域電場強度升高的趨勢。

上述兩種結構的肖特基器件對于降低肖特基勢壘結反向漏電流和提高反向阻斷壓降具有顯著作用。

發明內容

本發明針對提高肖特基器件的反向阻斷特性而提出，提供一種溝槽肖特基半導體裝置，比上述兩種結構的肖特基器件具有更好反向阻斷效果。

一種溝槽肖特基半導體裝置，其特征在于：包括：襯底層，為第一導電類型半導體材料；漂移層，位于襯底層之上，為第一導電類型半導體材料；多個溝槽，位于漂移層表面；絕緣介質，位于溝槽底部，為絕緣材料構成；反型區，為第二導電類型半導體材料，被設置在臨靠溝槽底部的漂移層中；肖特基勢壘結，位于溝槽側壁的第一導電類型半導體材料表面。

一種溝槽肖特基半導體裝置的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：在具有襯底層的漂移層表面形成絕緣介質；通過光刻腐蝕工藝，去除待形成溝槽表面的絕緣介質；?進行刻蝕半導體材料形成溝槽；注入第二導電類型雜質，進行熱處理；淀積絕緣介質，進行反刻蝕；在溝槽內壁填充金屬，形成肖特基勢壘結；在器件上表面形成金屬，通過光刻腐蝕工藝，去除上表面部分金屬；通過背面金屬化工藝，在器件襯底層背面形成金屬。

本發明的溝槽肖特基半導體裝置將肖特基勢壘層設置在溝槽的側壁，同時溝槽底部設置了絕緣層和反型區，此種結構與傳統的MPS器件和PCT/US01/21433專利結構相比，當器件加反向偏壓時，進一步減緩了肖特基勢壘結附近電場強度隨反向電壓的升高而升高趨勢，降低了肖特基鏡像力的效應，從而提高了器件的阻斷壓降和降低了器件的反向漏電流。

附圖說明

圖1為本發明的一種溝槽肖特基半導體裝置的剖面示意圖；

圖2為本發明的一種溝槽肖特基半導體裝置的剖面示意圖；

圖3為本發明的一種溝槽肖特基半導體裝置的剖面示意圖；

圖4為本發明的一種溝槽肖特基半導體裝置的剖面示意圖。

附圖標記說明

1、襯底層；

2、漂移層；

3、P型導電材料區；

4、氮化硅；

5、肖特基勢壘結；

6、二氧化硅；

10、正面電極金屬；?

11、背面電極金屬。

具體實施方式

實施例1

圖1為本發明的一種溝槽肖特基半導體裝置剖面示意圖，其中包括：襯底層1，為重摻雜的N導電類型硅半導體材料，磷摻雜濃度為1E19cm^-3；漂移層2，在N型導電半導體硅材料襯底層1上表面，為N型導電半導體硅材料磷摻雜濃度為1E15cm^-3,，厚度為20um;?P型導電材料區3,位于溝槽底部附近，為P型導電半導體硅材料，P型導電材料區3結深為1.5?um，溝槽深度為4um，溝槽寬度和間距為2um；氮化硅4，位于溝槽底部，厚度為1.5um；肖特基勢壘結5，位于溝槽側壁和器件表面；正面電極金屬10和背面電極金屬11位于器件的正背面，為器件引出電極。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在具有襯底層1的漂移層2表面熱氧化形成絕緣材料層；

第二步，通過光刻腐蝕工藝，去除待形成溝槽表面的絕緣材料層；?

第三步，進行干法刻蝕工藝，去除半導體材料形成溝槽；

第四步，注入第二導電類型雜質硼，進行退火工藝；